창성은 반도체, 디스플레이, 태양광, PCB 등 첨단산업분야 공정장비와 환경설비를 개발·제조하는 전문기업이다. 공정배기가스 처리용 스크러버(Scrubber), 공정냉각용 칠러(Chiller), 케미컬공급시스템(Chemical Supply System), 자동화설비 등을 공급하며 쌓아온 설계·제작 및 시스템통합기술을 바탕으로 환경·에너지분야로 사업영역을 넓히고 있다.
고효율·저에너지 파괴기술
창성은 ‘근공비 및 공비 폐냉매의 재생·분리·파괴 통합실증 기술 개발’ 과제에서 혼합폐냉매의 저온파괴기술 개발을 담당한다. 자체 확보한 CHH(Ceramic Honeycomb Heater)기술을 핵심 반응기로 적용해 기존 고온 연소방식보다 에너지효율이 높은 차세대 처리기술을 확보하는 것이 목표다. CHH는 다공성 SiC 세라믹으로 발열체와 반응기를 일체화한 직접가열기술로 기존 고온연소나 플라즈마방식보다 에너지효율이 높고 장치소형화가 가능한 것이 특징이다. 구체적으로는 CHH기반 직접가열 촉매반응기 개발을 중심으로 파괴 후 발생하는 HF를 처리하는 후처리 공정과 이를 포함한 파괴시스템의 통합 실증까지 함께 수행한다.
1차연도에는 1,000℃급 운전이 가능한 SiC CHH 소재와 반응기 구조를 설계하고 고농도 폐냉매 환경에서도 안정적으로 운전할 수 있는 핵심소재를 확보한다. 2차연도에는 파괴엔진 시제품을 제작하고 정밀온도제어기술을 적용해 시스템을 구현한다. 3차연도에는 파괴효율(DRE) 99.99% 이상과 200시간 연속운전을 공인기관에서 검증받는 것이 목표다. 4차연도에는 5톤/년 규모 통합 실증을 완료하며 기존 기술대비 에너지절감 효과와 경제성을 검증해 상용화 기반을 마련할 계획이다.
허니컴구조 미세화로 파괴효율 극대화
창성이 가장 힘을 쏟는 지점은 폐냉매의 파괴효율을 극대화할 수 있는 CHH 반응기의 성능 확보다. 폐냉매는 C-F결합이 매우 안정적이어서 촉매성능을 최대한 발휘하려면 반응기 내부의 열전달과 반응효율을 높이는 것이 관건이다. 이를 위해 허니컴 셀(Cell)을 더 미세화하고 기공률(Porosity)을 높여 반응면적을 극대화하면서도 충분한 기계적 강도와 내구성을 유지하는 SiC 허니컴 구조를 구현하는 것이 가장 큰 기술적 과제다. 향후 분산형 처리시설에도 적용할 수 있는 모듈형시스템으로 개발하는 것도 중요한 목표다.
혼합폐냉매는 단일냉매보다 분해특성이 복잡하고 성분조성도 일정하지 않아 안정적인 파괴효율을 유지하기가 쉽지 않다. 분해과정에서 발생하는 HF에 의한 부식, 촉매피독(Poisoning), 탄소침적(Coking) 등으로 장시간 운전 시 성능이 저하될 수 있다는 점도 과제다. 창성은 내식성이 우수한 SiC기반 CHH반응기와 내구성 높은 촉매를 적용하고 반응기 내부의 열분포와 유동을 최적화해 촉매성능을 극대화하는 기술을 개발하고 있다. 전·후처리공정도 함께 최적화해 장시간 안정적으로 운전할 수 있는 상용시스템을 구현할 계획이다.
중장기 목표는 CHH기반 고효율 폐냉매 파괴 반응기 기술을 국산화 및 상용화해 국내 폐냉매 처리시장 핵심기술로 자리매김하는 것이다. 기존 고온소각방식보다 에너지소비를 줄이면서도 높은 파괴효율과 장시간 운전신뢰성을 확보한 차세대 파괴기술을 구현해 국내 폐냉매 처리기술의 경쟁력을 높이고 해외 기술 의존도를 낮추는 것은 물론 강화되는 온실가스 규제와 냉매관리정책에도 효과적으로 대응한다는 구상이다.
이번 과제로 확보한 CHH 반응기 기술은 향후 반도체 공정용 스크러버와 암모니아 크래킹 등 다양한 열촉매 반응분야로도 확장할 수 있는 기반이 될 것으로 기대하고 있다. 처리용량과 신뢰성을 지속적으로 개선해 다양한 폐냉매를 경제적으로 처리할 수 있는 국산 파괴시스템을 개발하고 실증을 거쳐 시장에 공급하는 것이 향후 계획이다.
창성의 관계자는 “이번 과제는 혼합 폐냉매처리의 핵심기술을 국산화하고 고GWP 폐냉매를 안전하게 제거함으로써 실질적인 온실가스 감축에 기여하는 중요한 연구”라며 “CHH를 친환경 열반응플랫폼으로 지속적으로 발전시켜 폐냉매처리, 에너지절감, 산업공정의 전기화를 통해 탄소중립에 기여하는 환경기술 기업으로 성장해 나가겠다”고 밝혔다.
